Cambio Climático

Vista previa del material en texto

In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
1
Import your photo in this grey block
Introducción
al Cambio Climático
MANUAL PARA EL DOCENTE
A
L
E
C
 
IN
T
R
O
D
U
C
C
IÓ
N
 A
L
 C
A
M
B
IO
 C
L
IM
Á
T
IC
O
MANUAL PARA EL DOCENTE
Introducción al Cambio Climático
Este documento debe citarse como: “Introducción al Cambio Climático. Manual para el docente”, 
Innovación en la Enseñanza de la Ciencia A.C.-Centro Mario Molina, México, 2021.
Autores
INNOVEC
Claudia Robles González
Jorge Montaño Amaya
Juan Carlos Andrade Guevara
Romina Kisaí Morales García
Centro Mario Molina
Wendy García Calderón
Tannia Renée Jiménez Rosas
Gerardo Ríos Aguila
Beatriz Virginia Cervantes Nemer
Erika González Hernández
Temilotzin Ibarra Delgadillo
Alejandra Valderrama Orenday
Adaptación de diseño editorial y gráfico: Abril Estefanía Jara Pérez
Fecha de publicación
Junio 2021
ISBN en trámite
Este trabajo está publicado de acuerdo con la siguiente licencia Creative Commons. Puede 
compartirse, utilizarse y adaptarse siempre que no se le dé un uso comercial.
ÍNDICE
Presentación 5
Tema 1
LA METODOLOGÍA INDAGATORIA Y VIVENCIAL EN LA COMPRENSIÓN Y EL APRENDIZAJE
1.1 La metodología indagatoria y vivencial 9
1.2 Los ciclos de aprendizaje en la enseñanza de la ciencia en la indagación 10
1.3 Estrategias de enseñanza y de aprendizaje en la enseñanza de la ciencia
por medio de la indagación 12
1.4 La evaluación y el seguimiento en la metodología indagatoria 13
Tema 2
LOS COMPONENTES DEL SISTEMA CLIMÁTICO
2.1 ¿Cómo influye la energía del sol en el clima de la tierra? 17
2.2 ¿Qué son los gases de efecto invernadero? (GEI) 24
2.3 ¿Qué es el efecto invernadero natural? 29
2.4 ¿Cuáles son los flujos de materia y energía vitales en el planeta?
El ciclo del agua, el ciclo del carbono y el ciclo del nitrógeno 34
Tema 3
PROCESOS QUE INFLUYEN SOBRE LOS CAMBIOS EN EL CLIMA
3.1 Estado del tiempo y clima 45
3.2 Procesos que influyen sobre los cambios de clima
en escalas de tiempo largas (miles o millones de años) y cortas (décadas o siglos) 52
3.3 Diferencia entre cambio climático y calentamiento global 61
Tema 4
CONSECUENCIAS NATURALES Y SOCIALES DEL CAMBIO CLIMÁTICO
4.1 Consecuencias del cambio climático 66
4.2 ¿Qué se debe hacer ante el cambio climático? 74
Anexo A 84
Referencias bibliográficas 89
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
5
PRESENTACIÓN
El Cambio Climático es el reto ambiental más importante 
que enfrenta la sociedad en el Siglo XXI. Para enfrentarlo, 
resulta necesario comprender cuáles son sus causas y 
consecuencias, así como las acciones necesarias para 
mitigarlo y, en consecuencia, adaptarse ante los cambios 
que ya se presentan.
La ciencia es muy clara, el incremento de la concentración 
de los gases de efecto invernadero en la atmósfera ha 
alterado el balance de energía planetario, generando 
un aumento de la temperatura promedio global de la 
superficie del planeta lo suficientemente grande en 
un periodo de tiempo muy corto, impactando a las 
sociedades y los ecosistemas de formas muy diversas y 
la mayoría de las veces de forma poco deseable.
La evidencia también es muy clara: por ejemplo 2020 
es el año más cálido1 (junto con 2016) en el registro de 
los últimos 141 años, con una temperatura global de la 
superficie terrestre y oceánica de aproximadamente 
1°C por encima del promedio de los años 1951 a 1980. 
Los siete años más cálidos en el registro de 1880-2020 
han ocurrido desde 2014, mientras que los 10 años más 
cálidos han ocurrido desde 2005.
Según la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), en 
México de abril a octubre del 2020, se registraron 
temperaturas que se ubicaron entre las más altas para 
los respectivos meses. Cabe destacar que los meses de 
junio, julio, agosto y septiembre fueron récord de calor. 
La extremadamente activa temporada de huracanes del 
Atlántico de 2020 terminó oficialmente el 30 de noviembre 
con un récord de 30 tormentas tropicales con nombre, 
incluidos 13 huracanes y 6 huracanes mayores. Esta es 
la mayor cantidad de tormentas registradas, superando 
las 28 de 2005, y el segundo mayor número de huracanes 
registrado. 2020 marcó el quinto año consecutivo con 
una temporada de huracanes en el Atlántico con un 
registro superior a lo normal (una temporada promedio 
tiene 12 tormentas tropicales con nombre, 6 huracanes 
y 3 huracanes importantes). Solo por segunda vez en la 
historia, el alfabeto griego se utilizó durante el resto de la 
temporada, extendiéndose hasta el noveno nombre de la 
lista, Iota2.
Por lo anterior, es necesario incorporar a todos los 
sectores de la sociedad en la construcción de soluciones 
que consideren la prosperidad humana a través de 
mecanismos de desarrollo que sean seguros para los 
sistemas de soporte terrestres. En la etapa de cambio 
ambiental por la que atravesamos y la presión humana que 
hay sobre el clima, nos obliga a que todos los miembros 
de la sociedad seamos parte de la solución.
Esta necesidad de crear capacidades para mitigar las 
emisiones de efecto invernadero y adaptarse a los efectos 
del cambio climático, es el motivo por el que el Centro 
Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y 
Medio Ambiente, Innovación en la Enseñanza de la Ciencia 
(Innovec) y el Office for Climate Education (OCE) unen sus 
esfuerzos a través del proyecto América Latina para la 
Educación Climática (ALEC) en México, cofinanciado 
por el Fondo Francés para el Medio Ambiente Mundial 
(FFEM) con el objetivo de crear un conjunto de recursos 
educativos de calidad, en español, interdisciplinarios 
y libres de derechos de autor para profesores y 
capacitadores, basados en tres informes principales del 
Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio 
Climático (IPCC) para facilitar evaluaciones integrales 
del estado de los conocimientos científicos, técnicos y 
socioeconómicos sobre el cambio climático, sus causas, 
posibles repercusiones y estrategias de respuesta.
Esperamos que este recurso educativo que se pone 
a disposición de docentes y estudiantes sea una 
herramienta que permita comprender desde la escuela 
el fenómeno del Cambio Climático y lleve a la comunidad 
educativa a generar una conciencia que aporte a la 
solución de este.
 TEMAS
El Manual Cambio Climático está organizado en cuatro 
grandes temas que abordan diferentes subtemas de 
acuerdo con la profundidad de cada uno de ellos.
Con el objetivo de brindar a los docentes herramientas 
sólidas que les permitan plantear las temáticas de 
manera eficaz y sustentar los contenidos acerca del 
cambio climático, en el Tema 1 se abordan las principales 
características de la metodología indagatoria, la 
importancia del ciclo del aprendizaje, la relevancia de la 
evaluación y el rol que juegan dentro de esta metodología 
indagatoria tanto el docente como el estudiante.
Una vez que se comprende la importancia de la 
metodología indagatoria, sus características y las 
estrategias de enseñanza que implica, exploraremos los 
componentes del sistema climático en el Tema 2, donde 
las y los estudiantes conocerán el funcionamiento del 
clima en la tierra, su importancia y los mecanismos físicos 
1 https://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata_v4/GLB.Ts+dSST.txt
2 https://smn.conagua.gob.mx/tools/DATA/Climatología/Diagnóstico Atmosférico/Reporte del Clima en México/Anual2020.pdf
https://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata_v4/GLB.Ts+dSST.txt
https://smn.conagua.gob.mx/tools/DATA/Climatología/Diagnóstico Atmosférico/Reporte del Clima en México/Anual2020.pdf
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
6
que se ven involucrados en estos, conocerán además qué 
son los gases de efecto invernadero y comprenderán su 
función a través de una actividad experimental además 
de estudiar el concepto de efecto invernadero natural y 
los flujosde materia y energía vitales para el planeta.
En el Tema 3 se abordan los procesos que influyen sobre 
los cambios del clima, donde partiremos por diferenciar 
entre estado del tiempo y clima, los procesos que 
influyen sobre los cambios del clima para conocer cómo 
sabemos que el clima está cambiando y en qué medida 
las actividades humanas han influenciado estos cambios 
a lo largo del tiempo.
En el último tema de este manual y tomando como base lo 
aprendido previamente, abordaremos las consecuencias 
naturales y sociales del cambio climático, donde las y los 
estudiantes reflexionarán acerca de cómo sus propias 
acciones pueden o no contribuir a este fenómeno y qué 
acciones pueden, desde su posición, realizar y fomentar 
en su comunidad para generar conciencia en otros y 
mitigar el avance de este.
 ESTRUCTURA DE LAS LECCIONES
La estructura de las lecciones está diseñada de acuerdo 
con el ciclo del aprendizaje basado en las 5 “Es”, por 
lo que en cada una de ellas se abordan los siguientes 
momentos:
• Enganchar. Propuestas de actividades para detonar 
el interés de las y los estudiantes por los contenidos de 
cada subtema, contiene sugerencias para el manejo del 
grupo, así como una serie de preguntas detonadoras 
para conocer los saberes previos y con esto obtener 
información diagnóstica acerca del tema.
• Explorar. Se presentan las primeras actividades para 
favorecer que las y los estudiantes tengan un piso común 
sobre los fenómenos de estudio. Son los primeros 
acercamientos para identificar sus conocimientos. 
Las actividades favorecen el desarrollo de habilidades 
como la observación y/o experimentación ofreciendo 
oportunidades para que el estudiantado resuelva 
las preguntas que se plantearon durante la etapa de 
enganche. Cada actividad que se plantea describe la forma 
de organización del trabajo (actividades individuales, por 
equipos o grupales), así como el tiempo estimado para 
su desarrollo; los materiales y el procedimiento de cada 
actividad.
• Explicar. Mediante actividades experimentales se 
busca que las y los estudiantes utilicen la información 
de las etapas previas para comprender los fenómenos 
o procesos de estudio con mejores herramientas. Las 
actividades tienen un mayor nivel de complejidad, por 
lo que movilizan habilidades como sistematización 
de información en tablas, elaboración de gráficas y 
comprensión de lectura, entre otras.
• Elaborar. En este apartado se implementan algunas 
actividades, cuestionamientos o lecturas, para que 
sean los propios estudiantes quienes apliquen los 
conocimientos adquiridos hasta este momento para 
resolver o explicar nuevas situaciones.
• Evaluar. Este apartado ofrece una serie de 
herramientas para valorar los aprendizajes adquiridos 
por los estudiantes, presenta un enfoque centrado en la 
evaluación formativa, lo que brinda oportunidades para 
que cada estudiante reflexione sobre su propio progreso.
 APARTADOS
A lo largo de este manual, encontrará los siguientes 
apartados que le brindarán apoyo para diferentes 
momentos desarrolladas en cada una de las lecciones:
Recomendaciones. Este apartado contiene una serie de 
sugerencias para abordar los contenidos conceptuales, 
algunas propuestas didácticas o, en su caso, consejos 
para las actividades experimentales.
Cada actividad experimental considera material de 
fácil adquisición o de reúso, sin embargo, encontrará 
sugerencias o recomendaciones para sustituir algún otro 
material para llevar a cabo las actividades. 
Para Recordar… En este apartado se recuperan 
los principales conceptos que se han abordado 
anteriormente para tenerlos presentes al momento de 
comenzar un nuevo subtema.
Introducción. Este apartado brinda la información 
principal, relacionada con los contenidos conceptuales 
que se trabajan con las y los estudiantes, contiene 
apoyos gráficos y fotográficos y palabras resaltadas en 
negritas que indican conceptos que, por su complejidad 
son definidos en el apartado de Glosario, al final de cada 
subtema.
Objetivos. En forma de listado aborda las principales 
metas que se establecen en cada subtema, para 
tenerlas presentes al momento de trabajar con las y los 
estudiantes.
Conclusiones. En este apartado se enlistan las principales 
reflexiones de cada subtema, con la finalidad de centrar 
los conceptos relevantes y mantenerlos presentes y 
visibles para revisiones futuras.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
7
Glosario. Este espacio contiene las principales 
definiciones de los conceptos que requieren de una 
explicación más profunda y que complementan la 
información de cada subtema.
Para saber más. Se presentan sugerencias para 
profundizar en cada temática, pueden ser lecturas o 
videos que, si usted o sus estudiantes tienen interés, 
pueden encontrar información valiosa que complementa 
cada subtema.
Nota para el docente. En este apartado se encuentran 
notificaciones importantes para tener presentes en el 
siguiente subtema, por ejemplo, si se requiere preparar o 
conseguir material particular, construir algún dispositivo 
o que los estudiantes lleven algún material o contesten 
algunas preguntas para las siguientes actividades, 
permitiendo así que las actividades se realicen 
adecuadamente.
Al final del Manual se encuentra el apartado de 
Referencias bibliográficas, en las que se citan las fuentes 
que sustentan el contenido.
01.
LA METODOLOGÍA INDAGATORIA Y VIVENCIAL 
EN LA COMPRENSIÓN Y EL APRENDIZAJE
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
9
01. LA METODOLOGÍA INDAGATORIA Y VIVENCIAL EN LA
 COMPRENSIÓN Y EL APRENDIZAJE
 INTRODUCCIÓN
La enseñanza de la ciencia basada en la indagación considera las bases constructivistas y ofrece herramientas, 
estrategias que favorecen un aprendizaje significativo y duradero, busca que el estudiante comprenda las ideas, 
nociones y conceptos científicos para que desarrolle un pensamiento científico lógico y crítico basado en el 
razonamiento, la argumentación, la experimentación, la comunicación y la utilización de la información en diversos 
contextos. Para ello el enfoque indagatorio contempla una serie de estrategias metodológicas que resultan efectivas 
sobre cómo aprenden los estudiantes y en particular sobre cómo aprenden ciencia.
El modelo indagatorio incorpora las aportaciones de las teorías del aprendizaje con la naturaleza misma de la ciencia, 
para permitir al estudiante apropiarse de un cuerpo de conceptos científicos básicos, así como de los procesos que 
se requieren para generar dicho conocimiento.
1.1 La metodología indagatoria y vivencial
Una de las bases del modelo indagatorio es considerar 
al aprendizaje de la ciencia como una construcción 
del individuo. Los aprendices generan activamente el 
conocimiento a partir de experiencias basadas en sus 
ideas o conceptos previos, por lo que cada individuo 
debe construir su propio significado de acuerdo con sus 
experiencias. En este sentido, el aprendizaje se enfoca 
en los procesos cognitivos internos del individuo, pero 
no considera la influencia de factores externos. Bajo esta 
perspectiva, las estrategias de enseñanza deben ofrecer 
al estudiantado actividades prácticas que desafíen sus 
ideas previas y que los motiven a confrontarlas, de esta 
forma se posibilita un cambio conceptual.
Otro componente del modelo indagatorio es que considera 
al aprendizaje de la ciencia como una construcción social 
del conocimiento. El aprendizaje es visto entonces, 
como el proceso por el cual algún miembro con mayores 
habilidades, apoya al aprendiz, estructurando tareas que 
le sea posible desempeñar y a través de las cuales pueda 
internalizar el proceso de aprendizaje.
La interacción con el maestro y con los pares es parte 
integral del contexto y del entendimiento de cómo ocurre 
el aprendizaje, así, el contexto social y cultural en el que 
los estudiantes se desenvuelven cobra relevancia y tieneun impacto en sus propias ideas.
El hecho de organizar a los estudiantes en grupos de 
trabajo no asegura la construcción social del aprendizaje. 
Para que esto ocurra, el colectivo docente debe promover 
el aprendizaje colaborativo, es decir, generar un ambiente 
en el que las y los estudiantes no solo se distribuyan las 
tareas sino que desarrollen la corresponsabilidad en el 
cumplimento de los objetivos, es decir, que todos sean 
responsables de aprender y que ayuden a otros a aprender. 
Dentro de su grupo de trabajo los estudiantes exponen 
sus ideas, escuchan y comentan las de sus compañeros, 
de tal forma que actúan cómo lo hace la comunidad 
científica. En este proceso se desarrollan valores sociales 
como la tolerancia y el respeto a las ideas de otros. Existe 
evidencia que relaciona el verdadero trabajo colaborativo 
con la mejora en el cambio conceptual y la indagación 
científica (Metz, 1998). De ahí que el trabajo colaborativo 
OBJETIVOS
• Analizar las características de la enseñanza de la ciencia por medio de la 
indagación.
• Reconocer las características del Ciclo de Aprendizaje basado en las 5E, así 
como el papel de los estudiantes en el modelo indagatorio.
• Identificar las características de la evaluación diagnóstica, formativa, sumativa, 
la autoevaluación y coevaluación en el enfoque pedagógico indagatorio.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
10
y el aprendizaje colaborativo resultante, sea uno de los 
fundamentos teóricos de la pedagogía indagatoria.
Este modelo pedagógico sostiene la complementariedad 
del aprendizaje por construcción individual y por 
culturización, lo cual tiene implicaciones para la enseñanza. 
El colectivo docente debe brindar el apoyo teórico para 
facilitar al estudiantado la reconstrucción de sus propios 
conocimientos en un proceso de interacción con los 
objetos de su entorno, pero también con otros miembros 
de la sociedad, para que se involucren en procesos más 
elaborados de pensamiento y de resolución de problemas. 
El aprendizaje de la ciencia ocurre en el plano individual, 
en el que se desarrollan y generan ideas y en el plano 
social, en primera instancia, al establecer una comunidad 
de aprendizaje con sus pares y con el docente.
La complementariedad de las teorías del aprendizaje 
ayuda a encontrar el sentido y la razón pedagógica que 
subyace detrás de cada práctica didáctica para guiar 
a las y los estudiantes a construir progresivamente su 
comprensión sobre los conceptos y nociones científicas, 
a apropiarse del lenguaje de la ciencia y la tecnología a 
partir de sus ideas y experiencias con su entorno, así 
como a hacer uso de sus aprendizajes aplicándolos en 
beneficio propio y de la sociedad (INNOVEC, 2016)3.
Para impulsar la enseñanza de la ciencia mediada 
por la indagación, es necesario favorecer actividades 
vivenciales que consideren:
• el trabajo colaborativo,
• explorar y manipular material, 
• establecer la relación entre las ideas personales y las 
experiencias nuevas, 
• plantear preguntas, 
• comunicar ideas, escuchar a los otros, 
• argumentar, discutir con base en las evidencias, y 
• recopilar, organizar y analizar datos.
Quizá la pregunta ahora sea ¿cómo asegurar una buena 
aplicación de la teoría en la práctica en el salón de 
clase? Una de las primeras respuestas es mirar y valorar 
nuestra práctica docente, para replantear y superar 
la visión memorística de conceptos, datos y fechas 
que poco aportan al aprendizaje, y potenciar el uso de 
recursos y materiales didácticos para abrir un abanico de 
posibilidades en el que nuestros estudiantes encuentren 
vías posibles y eficaces para aprender.
Algunos aspectos a considerar son: 
• la importancia del planteamiento de preguntas por 
parte del profesor; 
• diferenciar el trabajo en equipo del trabajo colaborativo; 
• favorecer las actividades experimentales; 
• contextualizar las situaciones problemáticas; 
• la retroalimentación por parte del docente.
Por lo anterior, es necesario ofrecer oportunidades a 
los estudiantes para que movilicen sus habilidades, 
construyan su conocimiento, al tiempo que desarrollen 
actitudes y valores, que posibilitan que el estudiantado 
sea competente de cara al futuro.
1.2 Los ciclos de aprendizaje en la enseñanza 
de la ciencia en la indagación
El ciclo del aprendizaje es un método de enseñanza que es 
consistente con la manera como las personas construyen 
sus conocimientos. Implica el uso de estrategias 
pedagógicas para el uso y manejo de conocimientos 
procedimentales, de actitudes y valores. Los ciclos del 
aprendizaje son secuencias estructuradas que permiten 
implementar en el aula, de forma práctica y sencilla la 
pedagogía indagatoria.
Se han desarrollado diferentes propuestas de ciclos 
de aprendizaje y aunque pueden variar en cuanto a su 
estructura, la mayoría de ellos se fundamenta en las teorías 
constructivistas del aprendizaje, donde hay una progresión 
gradual del conocimiento y donde se motiva a los 
estudiantes para pasar de la curiosidad a la comprensión.
El modelo de enseñanza de las 5E desarrollado a finales 
de la década de 1980 por el Estudio para el Currículo de 
las Ciencias Biológicas (BSCS, por sus siglas en inglés) es 
un ciclo de aprendizaje que consta de cinco etapas, cada 
una representada por una letra “E”: Enganchar, Explorar, 
Explicar, Elaborar, Evaluar.
En la etapa de enganche, las actividades tienen dos 
objetivos claramente definidos: enfocar el interés del 
estudiante en un tema e identificar sus ideas previas. 
En este sentido, las actividades deben vincular las 
experiencias de aprendizaje pasadas con las actuales, 
de manera que se contrastan los conocimientos que 
las y los estudiante tiene en ese momento para explicar 
algún fenómeno (conflicto cognitivo), con lo cual, se 
plantean preguntas y se detona su interés y curiosidad 
por comprender el fenómeno de estudio.
En la etapa de exploración, las actividades permiten 
a las y los estudiantes tener experiencias comunes en 
las cuales identifican sus conocimientos y desarrollan 
habilidades actuales, puede ser a través de actividades de 
observación y/o de experimentación. Las exploraciones 
sobre los fenómenos deben ofrecer oportunidades 
para que el estudiantado resuelva las preguntas que se 
plantearon durante la etapa de enganche.
En la etapa de explicación, las y los estudiantes brindan 
sus propias explicaciones sobre los fenómenos naturales 
a partir de lo que aprendieron en las etapas previas 
y posteriormente el profesorado puede introducir 
conceptos y explicaciones relevantes.
3 Texto tomado y modificado de: La indagación y las teorías sobre el aprendizaje. En: La Enseñanza de la Ciencia en la Educación Básica. Antología 
sobre Indagación. Teorías y Fundamentos de la Enseñanza de la Ciencia Basada en la Indagación. INNOVEC (2016), México, p. 9-19.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
11
En la etapa de elaboración, el estudiantado moviliza sus 
nuevos aprendizajes y los aplican para resolver o explicar 
nuevas situaciones.
Por último, la etapa de evaluación se presenta como 
un proceso, donde no solo la o el docente valora los 
aprendizajes adquiridos por sus estudiantes, sino donde 
cada estudiante reflexiona sobre su propio progreso.
Cada una de estas etapas brindan oportunidades para 
que la comunidad estudiantil se sienta motivada y con 
interés de aprender y así, participa de forma activa en la 
construcción de su propio conocimiento.
Etapas del ciclo de 
aprendizaje
Papel del docente Papel del estudiante
Enganchar
∙Genera interés 
∙ Detona la curiosidad 
∙ Plantea preguntas 
∙ Obtiene respuestas que develan lo que los estudiantes saben o 
piensan sobre un concepto o tema
∙ Realiza preguntas de inquietud ∙Muestra interés en el 
tema
Explorar
∙ Motiva a que las y los estudiantes trabajen juntos sin que 
dependan de su instrucción 
∙ Observa y escucha a los estudiantes mientrasinteractúan 
∙ Plantea preguntas de sondeo para orientar las investigaciones 
cuando es necesario 
∙ Otorga tiempo para cuestionar el problema 
∙ Se desempeña como facilitador 
∙Piensa creativamente dentro de los límites de la 
actividad 
∙Plantea y pone a prueba predicciones e hipótesis 
∙Formula nuevas predicciones e hipótesis
 ∙Prueba diversas alternativas y discute sobre ellas con 
sus pares 
∙ Registra sus ideas y observaciones (evidencias) 
∙Evita juicios de valor
Explicar
∙Motiva la explicación de conceptos y los define en sus propias 
palabras 
∙ Solicita la presentación de las evidencias y explicaciones 
∙ Presenta definiciones, explicaciones y nuevos términos de 
manera formal
 ∙ Toma en cuenta las experiencias previas de los estudiantes 
como la base para explicar conceptos
∙Explica a otros las posibles soluciones ∙Escucha 
críticamente las explicaciones de otros estudiantes y 
del docente 
∙Cuestiona las explicaciones de otros 
∙Escucha y trata de comprender las explicaciones del 
docente 
∙Hace referencia a actividades previas 
∙En las explicaciones usa la información registrada a 
partir de sus observaciones (evidencias)
Elaborar
∙Espera que cada estudiante use términos, definiciones y 
explicaciones formales 
∙ Motiva a aplicar conocimientos y habilidades en nuevos 
contextos 
∙ Recuerda las explicaciones alternativas 
∙ Refiere a la información y a los datos existentes y les pregunta 
¿por qué piensas eso? 
∙ Propicia que los estudiantes apliquen sus conocimientos, 
habilidades y vocabulario científicos en situaciones nuevas 
∙ Promueve que busquen explicaciones alternativas o 
adicionales 
∙ Refiere fuentes confiables para indagar explicaciones 
alternativas o adicionales
∙Aplica nuevos términos, definiciones, explicaciones y 
habilidades en situaciones nuevas aunque similares 
∙Usa información previa para plantear preguntas, 
proponer soluciones, tomar decisiones y diseñar 
experimentos ∙Elabora conclusiones razonables a partir 
de la evidencia 
∙Registra observaciones y explicaciones 
∙Comprueba su comprensión entre sus pares
Evaluar
∙ Observa la aplicación de los nuevos conceptos y habilidades 
desarrollados 
∙ Evalúa el conocimiento y las habilidades de los estudiantes 
∙ Busca evidencia que muestre los cambios conceptuales y de 
conducta de los estudiantes 
∙ Promueve que el estudiante evalúe su propio aprendizaje de 
conceptos y habilidades desarrollados 
∙ Plantea preguntas abiertas
∙Responde preguntas abiertas usando observaciones, 
evidencias y explicaciones que hayan sido previamente 
aceptadas 
∙Demuestra comprensión de los conceptos y el 
desarrollo de habilidades 
∙Evalúa su propio progreso y sus conocimientos 
∙Plantea preguntas relacionadas que motivan futuras 
indagaciones
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
12
1.3 Estrategias de enseñanza y de aprendizaje 
en la enseñanza de la ciencia por medio de
la indagación
El ciclo del aprendizaje es un método de enseñanza que es 
consistente con la manera como las personas construyen 
sus conocimientos. Implica el uso de estrategias 
pedagógicas para el uso y manejo de conocimientos 
procedimentales, de actitudes y valores. Los ciclos del 
aprendizaje son secuencias estructuradas que permiten 
implementar en el aula, de forma práctica y sencilla la 
pedagogía indagatoria.
Las y los docentes se enfrentan a la necesidad de 
implementar estrategias que permitan al estudiante 
lograr la metacognición, es decir, que logren apropiarse 
del conocimiento para generar un aprendizaje 
significativo y propiciar competencias como aprender a 
pensar, aprender a aprender y aprender a aplicar dentro y 
fuera de su contexto escolar. Promover la metacognición, 
aunado al uso de estrategias de enseñanza y aprendizaje 
específicas para cada objetivo ayuda al docente a lograr 
estas metas de manera exitosa dentro del aula.
El empleo de diversas estrategias permite a la comunidad 
docente lograr en sus estudiantes un proceso de 
aprendizaje activo, participativo, de cooperación y 
vivencial, lo que hace posible a su vez, el desarrollo de 
habilidades como el trabajo en equipo, la colaboración, 
así como de actitudes y valores como el afecto, la 
responsabilidad, entre otros, que de otro modo es más 
complicado lograr.
Las estrategias didácticas deben ser planificadas y 
usadas de forma intencional, alineadas con los propósitos 
de aprendizaje y con las competencias a desarrollar para 
lograr un objetivo en específico, ya sea recibir información, 
organizarla y evocarla para resolver una situación 
problemática o elaborar un concepto nuevo. Cualquier 
actividad involucrada en los procesos cognitivos, 
incluyendo la aplicación de estrategias de aprendizaje, 
es difícil de observar de manera directa, se requieren 
vehículos directos como explicar lo que se ha pensado, y 
realizar acciones que derivan en decisiones propias del 
estudiante, esto indica que es capaz de formular y expresar 
verbalmente los conocimientos y se vuelve consciente de 
las decisiones que toma de manera personal.
El adecuado uso de las estrategias de enseñanza y de 
aprendizaje conlleva a una instrucción estratégica, 
interactiva y de alta calidad, donde cada docente cumpla 
el papel de un auténtico mediador y modelo para sus 
alumnos, idealmente las estrategias deben cumplir con 
las siguientes características: 
• Ser funcionales y significativas. 
• Tener claridad de cómo pueden aplicarse, cuándo y 
por qué son útiles. 
• Debe haber una conexión con la percepción del 
estudiante.
• Considerar el uso de materiales didácticos claros, 
bien elaborados y agradables. 
La aplicación de estas estrategias demanda la atención 
de las necesidades de aprendizaje del estudiantado y de 
despertar la consciencia del docente de que aprender o 
enseñar no es igual, para cada momento se requiere la 
búsqueda de herramientas diferenciadas para enfrentar 
las expectativas de un sistema educativo en constante 
transformación.
De manera general, encontramos tres tipos de estrategias 
de enseñanza: 
• Preinstruccionales: Establecen un contexto inicial 
para involucrar a cada estudiante en lo que van a 
aprender. En este punto se establecen los objetivos 
que se esperan alcanzar al final del proceso de estudio, 
ya sea un bloque, una lección o el ciclo escolar. Incluye 
métodos como la lluvia de ideas para identificar los 
aprendizajes previos de los estudiantes. 
• Coinstruccionales: Es el núcleo del proceso de 
enseñanza, el estudiantado accede a la información y 
mantiene una atención constante. Se pueden utilizar 
estrategias como ilustraciones o mapas conceptuales 
para clarificar algunos contenidos. 
• Posinstruccionales: Incluyen resúmenes del tema, 
análisis de lo aprendido y una visión crítica de los 
conocimientos adquiridos, se resuelven dudas finales 
y se abre la posibilidad de ampliar los conceptos para 
aplicarlos en situaciones nuevas. 
Otras estrategias que se pueden utilizar para apoyar esta 
tarea son:
• Definir con claridad los objetivos del aprendizaje.
• Elaborar ilustraciones e infografías.
• Usar guías para orientar.
• Intercalar preguntas para conservar la atención.
• Utilizar analogías.
• Construir mapas conceptuales y de estructuras de 
texto.
Estas estrategias permiten, por un lado, que el mismo 
estudiante modifique su conocimiento inicial y que 
se apropie del concepto, y por otro lado permiten al 
docente fungir como un guía en el proceso y aprovechar 
al máximo las capacidades del alumno motivándolo en el 
proceso de aprendizaje.
El uso de estrategias de aprendizaje impacta en las 
habilidades de los estudiantes para volverse aprendices 
independientes capaces de aprender efectivamente. 
Además, es común que valoren el aprendizaje 
metacognitivo cuando notan que son mejores estudiantes 
cuando experimentan que su forma de aprender se 
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
13
enriquece. En la actualidad, se ha vueltotendencia en 
diferentes partes del mundo la adopción de la idea en 
las escuelas de aprender a aprender, sin embargo, aún 
es una práctica poco común dirigir el desarrollo del 
conocimiento al aprendizaje de los estudiantes (Joke van 
Velzen, 2016).
Para relacionar el proceso de la metacognición con las 
etapas o fases del ciclo de aprendizaje, en la siguiente 
tabla se agrupan algunas estrategias que favorecen el 
aprendizaje.
ETAPAS DEL CICLO DE 
APRENDIZAJE (5E)
METACOGNICIÓN
1. ENGANCHAR Lluvia de ideas (anónima) Repetición espaciada
2. EXPLORAR
Recapitular 
(al final de la clase)
Pomodoro4
(lectura individual en 
clase)
¿Qué debo hacer primero?
¿Se relaciona con algo que conozco? ¿Necesito ayuda para comprender esto?
3. EXPLICAR
¿Hay algo que me confunda?
¿Puedo explicarle esto a alguien más? ¿Por qué me equivoqué?
4. ELABORAR
¿Qué debo hacer primero?
¿Se relaciona con algo que conozco? ¿Puedo explicarle esto a alguien más?
5. EVALUAR Comprensión de lectura
¿Cómo puedo mejorar?
¿Por qué me equivoqué?
4 Es una técnica que se enfoca en programar periodos cortos de concentración intercalados con lapsos breves de esparcimiento, para que los 
estudiantes se enfoquen en el proceso de llevar a cabo una tarea y no en el producto final.
1.4 La evaluación y el seguimiento en la 
metodología indagatoria
Cuando escuchamos hablar de la evaluación, muchas 
veces nos remitimos a una prueba estandarizada que 
mide el nivel de logro de una persona en un ámbito 
determinado. Toda evaluación considera, como punto 
de partida, obtener información, sobre el sujeto 
que aprende, y cómo utilizar esa información, lo que 
permitirá emitir un juicio al respecto y crear situaciones 
de intervención en el sujeto que aprende para corregir, 
ajustar, modificar o mantener algún aspecto del proceso 
educativo, lo que permitirá saber hasta qué punto se ha 
alcanzado el objetivo de aprendizaje y qué hacer para 
prevenir o remediar alguna situación.
Por ello, la indagación promueve un cambio en la forma 
en la que se desarrollan los procesos de enseñanza y de 
aprendizaje, para que sean consistentes con la evaluación. 
Por ejemplo, lejos de buscar que el estudiantado 
memoriza conceptos, la evaluación bajo este enfoque 
pedagógico considera la forma en la que evolucionan las 
ideas de las y los estudiantes, junto con sus habilidades y 
actitudes. Esta progresión es un elemento central de la 
evaluación, ya que buscará identificar de qué forma las 
ideas y las habilidades se van sofisticando a lo largo del 
trayecto formativo.
La evaluación es un proceso permanente durante todo el 
proceso formativo y es en primer lugar una herramienta 
que está al servicio de quien aprende, como un 
mecanismo de mejora continua.
A continuación, analizaremos las principales 
características de algunos tipos de evaluación, mismos 
que son complementarios.
Evaluación diagnóstica o inicial
Facilita saber qué saben o pueden hacer las y los 
estudiantes acerca del tema a abordar, antes de iniciar 
con su desarrollo. En el enfoque indagatorio este tipo de 
evaluación permite identificar los saberes y habilidades 
previos, como punto de partida para iniciar un proceso de 
aprendizaje. Este tipo de evaluación brinda información 
sobre los intereses y motivaciones estudiantiles ante 
el tema de estudio, lo que resulta útil al momento de 
aplicar estrategias durante la planificación y de esa forma 
motivarlos para que se adentren en las actividades de 
aprendizaje.
Evaluación formativa
Es un proceso mediante el cual la comunidad docente 
reúne información acerca de lo que sus estudiantes 
saben y pueden hacer e interpretan, comparan esta 
información con las metas formales de aprendizaje para 
brindarles sugerencias acerca de cómo pueden mejorar 
su desempeño. Se lleva a cabo con propósitos de mejorar 
la enseñanza y el aprendizaje mientras la instrucción 
aún está en curso (Shavelson, y cols. 2008). La práctica 
en el aula es formativa en la medida en que la evidencia 
sobre los logros de las y los estudiantes es interpretada 
y utilizada por el profesorado, los aprendices, o sus 
compañeros, para tomar decisiones sobre los próximos 
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
14
pasos en la instrucción, los que se espera sean mejores, 
o estén mejor fundados, que las decisiones que habrían 
tomado en ausencia de la evidencia que se obtuvo (Black 
y William, 2009).
Algunas estrategias para la utilización de la evaluación 
formativa son las siguientes:
1. Clarificar y compartir los objetivos de aprendizaje y 
criterios de desempeño con cada estudiante al inicio 
de cada ciclo escolar.
2. Diseñar discusiones de clase efectivas, preguntas, 
actividades y tareas que hagan evidente el aprendizaje 
del estudiante.
3. Proveer retroalimentación que motive el aprendizaje.
4. Activar en la comunidad estudiantil el deseo de ser 
responsables de su propio proceso de aprendizaje.
5. Fomentar la participación de las y los estudiantes 
como recurso de apoyo para sus pares.
Este tipo de evaluación permite identificar los avances 
o limitaciones en el aprendizaje de cada estudiante con 
el propósito de brindar una retroalimentación que les 
ayude a lograr los aprendizajes esperados. Por lo que se 
recomienda diversificar las estrategias de evaluación 
formativa y de retroalimentación, considerando los 
diferentes estilos de aprendizaje de los alumnos, todos 
los productos elaborados por las y los estudiantes, así 
como la aplicación frecuente de preguntas, ejercicios, 
tareas escritas o pruebas sencillas. Estas estrategias 
contribuirán a tomar decisiones sobre cómo reorientar 
las actividades de enseñanza para ayudar al estudiantado 
a mejorar su desempeño.
La autoevaluación y la coevaluación como parte de la 
evaluación formativa
La autoevaluación y la coevaluación tienen un papel 
importante en los procesos de evaluación con un enfoque 
formativo. Su propósito es que las y los estudiantes 
desarrollen la capacidad de reconocer sus avances en 
el aprendizaje, sus limitaciones y al mismo tiempo, las 
formas o estrategias que más les ayudan a aprender, 
al mismo tiempo que identifican las fortalezas de sus 
compañeros (coevaluación).
Algunas preguntas que apoyan al estudiante a hacer estas 
reflexiones son: ¿Qué sabía?, ¿Qué sé ahora?, ¿Cómo lo he 
aprendido? y al momento de ser mediados por los pares 
permite una consolidación de lo aprendido.
Evaluación sumativa
La evaluación sumativa se lleva a cabo con el propósito 
de informar los logros en un momento particular. 
Puede tener, y a menudo es el caso, algún impacto en 
el aprendizaje, y el resultado puede ser utilizado en la 
enseñanza, pero esa no es su razón principal.
Bajo el enfoque indagatorio la evaluación sumativa 
es multidimensional, ya que considera los conceptos 
adquiridos, las habilidades y los valores. Igualmente, 
como en el resto de los enfoques de enseñanza, esta 
evaluación permite establecer una escala de valor o 
reporte final de desempeño.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
15
Para saber más
Lecturas recomendadas 
Airasian, P. W. 2002. La evaluación en el salón de clases. Biblioteca para la Actualización del Maestro. SEP. 
México. 270 pp.
Harlen Wynne. 2013. Evaluación y Educación en Ciencias Basada en la Indagación: Aspectos de la Política y la 
Práctica. Publicado por Global Network of Science Academies (IAP) Science Education Programme (SEP)
www.interacademies.net/activities/projects/12250.aspx TWAS-Strada Costiera, 11-34151, Trieste, Italia ISBN: 
978-1-291-49836-3
Martínez, R. F. 2009. Evaluación formativa en aula y evaluación a gran escala: hacia un sistema más 
equilibrado. En: Revista Electrónica de Investigación Educativa. Vol. 11, No. 2, 2009, 18 pp.
Wiliam D. 2008. Improving learning of Science with formative Assessment in Assessing Science Learning: 
Perspectives from Research and Practice edited by Janet E. Coffey, Rowena Douglasand Carole Stearns. 
NSTA Press. USA pp. 7-13 
Esta evaluación pone de relieve en qué medida las y los 
estudiantes lograron los objetivos de aprendizaje del 
ciclo escolar, módulo, bloque o curso, con el propósito de 
valorar el resultado final en su aprovechamiento. Algunos 
instrumentos de evaluación sumativa son: 
• los trabajos de investigación, 
• los mapas conceptuales, 
• las exposiciones, 
• preguntas de falso y verdadero, 
• preguntas abiertas, 
• preguntas de opción múltiple o 
• estudios de caso. 
De esta manera, los contenidos del Manual en Educación 
en Cambio Climático se desarrollaron con base en esta 
propuesta metodológica, por lo que todas las actividades 
tienen una lógica de aprendizaje progresivo y están 
basadas en el ciclo de aprendizaje de 5E.
www.interacademies.net/activities/projects/12250.aspx
02.
LOS COMPONENTES DEL SISTEMA CLIMÁTICO
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
17
02. LOS COMPONENTES DEL SISTEMA CLIMÁTICO
2.1 ¿Cómo influye la energía del Sol en el clima de la Tierra?
 INTRODUCCIÓN
Para comprender el funcionamiento del clima de la Tierra es necesario estudiarlo desde un enfoque sistémico, es 
decir, comprender que son muchos los procesos, componentes y variables que interactúan y se retroalimentan entre 
sí. La formación de corrientes marinas y de viento, de nubes, de ondas de calor o de frío son todas manifestaciones del 
clima que están relacionadas y dependen unas de otras.
Sin embargo, todo tiene un origen: la energía proveniente del Sol. Este es el motor del clima, gracias a que se transforma 
y se transfiere entre los distintos componentes de la superficie terrestre: los océanos, la atmósfera y el suelo.
Los mecanismos físicos mediante los cuales se transfiere la energía en forma de calor entre los cuerpos, son la 
conducción, la convección y la radiación. En el primer caso, la energía se transfiere por contacto directo entre los 
objetos; en el segundo caso, la transferencia se da por el movimiento de un fluido (líquido o gas) conduciendo a la 
formación de corrientes. El fluido en contacto con la fuente de calor se calienta, por lo que se expande y disminuye su 
densidad y como resultado, se eleva entre el fluido más frío y denso, éste desciende para calentarse y formar un ciclo; 
en el tercer caso, la radiación se puede emitir como radiación térmica, también nombrada luz infrarroja, que es una 
forma de energía que se emite como ondas imperceptibles a nuestra vista, sin embargo, la podemos percibir en forma 
de “calor” que emiten por ejemplo objetos, seres vivos, la superficie terrestre o los océanos. También se puede emitir 
como luz visible, como la que podemos percibir en forma de rayos de sol. El Sol emite la mayor parte de su energía en 
forma de luz visible, también emite luz infrarroja y luz ultravioleta.
Una magnitud física estrechamente relacionada con la transferencia de energía en forma de calor es la temperatura, 
que nos indica si un objeto está más caliente o más frío respecto de otro.
En la superficie terrestre, la temperatura varía dependiendo de si es de día o de noche, si vivimos en el ecuador o cerca 
de los polos, si es invierno o si es verano (Figura 1). 
Dado que el concepto de energía es complejo no se busca ofrecer una definición, en cambio, se trabajará en actividades 
exploratorias que ayuden a los estudiantes a comprender las distintas formas de transferencia de energía que dan 
origen a los fenómenos del clima.
Recomendaciones
• Las actividades exploratorias deberán realizarse en días soleados, por ello, es 
importante que tenga listos los materiales para aprovechar el tiempo soleado.
• Se recomienda que la Actividad 2 sea demostrativa, ya que se requiere usar una 
fuente de calor a alta temperatura. Las mediciones se pueden comunicar al grupo, 
pero la tabla, la gráfica y el cuestionario es recomendable que se elaboren en equipo.
• Recuerde, lo importante es brindar a los estudiantes la oportunidad de explorar las 
ideas y conceptos por sí mismos. Tome en cuenta que en caso de no tener acceso a los 
materiales formales de experimentación que se sugieren, se le brindan otras opciones 
para realizar la actividad con materiales de fácil acceso, o bien, usted puede realizar 
los ajustes que considere necesarios.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
18
Figura 1. Influencia de la rotación e inclinación de la Tierra en la incidencia de la energía del Sol.
OBJETIVOS
• Comprender que la energía proveniente del Sol genera las condiciones del clima 
en la Tierra.
• Analizar los procesos de transferencia de la energía del Sol en la superficie del 
planeta, sus causas y consecuencias.
• Establecer la diferencia entre energía térmica (en el lenguaje cotidiano se suele 
hablar de calor) y temperatura.
 DESARROLLO DE LA LECCIÓN
ENGANCHAR
1. Para iniciar la actividad, comente con sus estudiantes 
que durante la sesión analizarán algunos ejemplos de 
cómo el Sol influye en el clima del planeta. 
2. Realice las siguientes preguntas para involucrar a 
sus estudiantes en el tema. 
¿Cuál es la diferencia entre la sensación al estar parado 
bajo los rayos del Sol o bajo una sombra? 
¿Dónde prefieres estar? ¿Por qué?
¿Qué pasa cuando alguna nube tapa los rayos del Sol?
3. Dé oportunidad a sus estudiantes para reflexionar 
sus respuestas.
4. Escuche con atención las respuestas de sus 
estudiantes, a partir de lo anterior, plantee la siguiente 
pregunta:
¿Cómo se imaginan que sería el planeta Tierra si no 
existiera el Sol? 
5. Comente con sus estudiantes que el Sol es una 
estrella y que como en todas las estrellas ocurren 
fenómenos que liberan energía, un tipo de energía es la 
luz, que viaja por todo el universo y por eso la podemos 
ver. Comente que todas las estrellas son soles y que la 
luz del Sol que nosotros vemos tarda ocho minutos en 
llegar de la superficie del Sol a la Tierra. 
6. Diga a los estudiantes que el clima y la vida en el 
planeta depende de la energía proveniente del Sol y 
del rol de la atmósfera que actúa como una cubierta.
7. Para comprender cómo incide la energía que llega 
del Sol en la superficie del planeta, plantee a sus 
estudiantes la siguiente actividad exploratoria.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
19
EXPLORAR
Actividad 1. INCIDENCIA DE LOS RAYOS SOLARES 
 EN LA TIERRA
RESUMEN
En esta actividad, se ejemplifica la forma en la que 
llega la luz del Sol al planeta.
Forma de trabajo: Actividad en equipos de 4 
personas
Tiempo de realización: 25 minutos
Materiales para equipos de 4 estudiantes:
• 1 globo terráqueo pequeño (puede sustituirse 
por una pelota pequeña o un globo de plástico 
inflado.
• 1 lámpara de mano (puede sustituirse por la 
lámpara de un celular)
PROCEDIMIENTO
1. Muestre a los estudiantes el globo terráqueo, el 
globo o la pelota. Indique que es una representación a 
escala de la Tierra.
2. Destaque que una característica del planeta 
(representado por el globo terráqueo) es la inclinación 
del eje. El eje terrestre es una línea imaginaria que 
va de norte a sur y que es fundamental porque 
esta inclinación es la responsable que, entre otros 
aspectos, la luz solar no llegue con la misma intensidad 
a todos los puntos del planeta.
3. Señale también que exactamente a la mitad del 
globo se encuentra el ecuador, que también es una 
línea imaginaria (es decir, que no existe en realidad, 
sino que nos ayuda para efectos del estudio del 
planeta) que divide a la Tierra en dos hemisferios, el 
hemisferio norte y el hemisferio sur.
4. Utilice la luz de la lámpara de mano para representar 
la luz solar.
5. Para explorar cómo incide la energía del Sol, indique 
a los estudiantes que deberán mantener la lámpara 
en un plano perpendicular al ecuador a 20 cm de 
distancia.
6. Solicite que enciendan la lámpara, dirijan la luz hacia 
el centro del globo, observen y registren lo quesucede.
7. Pida que dirijan el rayo de luz hacia alguno de los 
polos (norte o sur), observen y registren lo que sucede.
8. Una vez realizada la actividad anterior solicite a los 
estudiantes que comparen sus observaciones cuando 
la luz se dirige hacia el ecuador y cuando se dirige a los 
polos. ¿Qué pueden inferir?
9. ¿Qué relación existe entre las estaciones del año 
y que en distintos momentos del año el Sol ilumine 
mayormente el polo norte, en otro el polo sur y en otro 
el ecuador?
EXPLICAR
1. Comente con los estudiantes que, durante el 
desarrollo de la actividad, la cantidad de energía que 
recibe la Tierra del Sol no es igual en toda la superficie 
debido a la curvatura de la Tierra. En el ecuador se 
recibe una mayor cantidad de energía porque los rayos 
llegan de manera más directa (llega más energía), a 
diferencia de los polos en donde los rayos del Sol se 
reciben de forma inclinada (llega menos energía). 
2. Debido a que la Tierra gira alrededor del Sol y tiene 
una inclinación en su eje de rotación, la exposición de 
la superficie de la Tierra a los rayos solares es también 
desigual. Es por esto que, mientras es verano en el 
hemisferio norte, hace más calor (las temperaturas 
están más altas); en el hemisferio sur es invierno y 
hace más frío (Figura 2).
Figura 2. La luz del Sol no llega con la misma intensidad 
en las diferentes partes de la superficie de la Tierra 
porque el eje terrestre está inclinado.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
20
3. Una de las grandes ideas que prevalecen en muchas 
personas es que consideran energía térmica (calor) 
y temperatura como sinónimos, sin embargo, es 
importante diferenciar estos dos términos. Cuando 
la energía se “manifiesta”, generalmente una parte de 
esa energía se transfiere al ambiente como calor. Por 
ejemplo, cuando una licuadora está en funcionamiento, 
una parte de la energía eléctrica se transforma en 
energía mecánica que tritura la fruta, y otra parte 
calienta el motor y otras partes de la licuadora.
4. A continuación, pregunte a sus estudiantes:
¿Han escuchado la palabra temperatura? ¿Qué es? 
Explícalo con tus propias palabras.
¿Cómo se mide la temperatura?
5. Escuche y registre las respuestas de sus estudiantes.
Comente con sus estudiantes que, seguramente cuando 
se enferman de gripe o tienen alguna infección es 
usual la frase “les da temperatura”, cuando en realidad 
lo que tienen es fiebre, para asegurarse, les ponen un 
termómetro para medir su temperatura y comprobar si 
aumentó la temperatura corporal.
Actividad 2. DIFERENCIA ENTRE ENERGÍA 
 TÉRMICA (CALOR) Y TEMPERATURA
Forma de trabajo: Actividad en equipos de 4 
personas
Tiempo de realización: 45 minutos
Materiales:
• Agua de la llave
• Recipiente de 500 ml para calentar el agua 
• Dispositivo para calentar (mechero, estufa o 
parrilla eléctrica)
• 3 cubitos de hielo o 1 hielo grande
• Papel milimétrico 
• Regla
• Lápiz
• Termómetro escala (0-100° C)
• Alambre para hacer un soporte para el 
termómetro
• Cinta adhesiva
PROCEDIMIENTO
1. Haga un soporte para el termómetro con el alambre 
y use cinta adhesiva para fijarlo 
2. Vierta en el recipiente de 500 ml agua hasta alcanzar 
1 cm de nivel para poder introducir el termómetro en el 
líquido sin que toque el fondo. 
3. Agregue los 3 cubitos de hielo o 1 cubo de hielo 
grande, para que la proporción sea aproximadamente 
mitad agua mitad hielo.
4. Midan y registren la temperatura hasta que se 
estabilice alrededor de los 0 °C.
5. Con el termómetro dentro del recipiente, ponga a 
calentar el recipiente con el agua y hielo.
6. Midan la temperatura en intervalos de 1 minuto durante 
10 minutos, hasta que el agua comience a hervir.
7. Registren el tiempo y la temperatura en una tabla 
como se muestra a continuación:
Tiempo
(minutos)
Temperatura
(°C)
0
1
2
3
8. Grafique la temperatura contra el tiempo en el papel 
milimétrico5. La temperatura en el eje vertical (y) y el 
tiempo en el eje horizontal (x).
9. La gráfica debe lucir como una “s” alargada, con la 
regla trace dos líneas verticales que dividan la gráfica 
en tres partes. La primera parte se ve “plana”, la 
segunda parte parece una “s” deformada y la tercera 
parte se ve “plana” otra vez.
5 Si le es posible utilice una herramienta TIC, como una hoja de cálculo
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
21
10. Plantee a sus estudiantes las siguientes preguntas 
de reflexión:
¿En qué se usa el calor suministrado por el mechero 
si observamos en la primera parte de la gráfica? 
(Respuesta esperada: En derretir el hielo)
¿En qué se usa el calor suministrado por el mechero en 
la segunda parte de la gráfica? 
(Respuesta esperada: En aumentar la temperatura del 
agua)
¿En qué se usa el calor suministrado por el mechero en 
la tercera parte de la gráfica? 
(Respuesta esperada: En evaporar el agua)
¿Es lo mismo calor y temperatura? ¿Se relacionan? 
Compare las respuestas que dieron al inicio con sus 
nuevas respuestas.
(Respuesta esperada: Son magnitudes físicas 
diferentes, pero se relacionan)
¿En qué son diferentes el calor y la temperatura?
(Respuesta esperada: El calor es la transferencia 
de energía de los objetos calientes a los fríos y la 
temperatura mide qué tan caliente o frío está un 
objeto)
 NOTA: Recuerde que quizá no alcance los 0 °C ni 
los 100 °C, esto depende de la presión atmosférica, 
que cambia con la altitud de donde se encuentre. 
A nivel del mar, el punto de ebullición se alcanza a 
los 100 °C, en la Ciudad de México es alrededor de 
los 95 °C.
La meseta inicial (primera parte de la gráfica) refleja que, 
aunque no aumentó la temperatura sí hubo transferencia 
de energía térmica (calor) porque estuvo encendido el 
mechero y se derritió el hielo. Para derretir el hielo se 
necesita energía. La sección ascendente de la gráfica 
(segunda parte) muestra el aumento de la temperatura del 
agua hasta el punto de ebullición y la meseta final (tercera 
parte de la gráfica) representa el cambio de líquido a gas 
(vapor de agua) – la energía térmica (calor) es necesaria 
para evaporar el agua. Durante todo el experimento hubo 
transferencia de calor, pero solo en una etapa aumentó 
la temperatura. En conclusión, los términos de energía 
térmica (calor) y temperatura, son diferentes.
EXPLICAR
1. Proporcione la siguiente lectura a los estudiantes 
para que la realicen individualmente en 10 minutos 
(utilice la estrategia Pomodoro, descrita en el Tema 1). 
2. Para comenzar la etapa de explicar y después de 
realizar la lectura, pida que cada equipo elija a un 
integrante para que explique con sus palabras ¿Qué 
sucede con la energía del Sol que llega a la Tierra? 
3. Escriba las nuevas explicaciones y dirija una 
discusión grupal para elaborar una conclusión de 
manera grupal.
Lectura: La energía del Sol es el motor del clima
Como parte del Sistema Solar, el planeta Tierra es el único que cumple con las condiciones que hacen posible 
la vida como la conocemos. Estar a una distancia adecuada del Sol permite, entre otras condiciones, recibir la 
energía suficiente para tener agua en estado líquido, sólido y gaseoso.
El Sol es una estrella de regular tamaño, en ella y en todas las estrellas de su tipo, ocurren fenómenos que 
liberan una gran cantidad de energía. De la superficie del Sol, la Tierra recibe energía por medio de radiación que 
comúnmente conocemos como luz. Aproximadamente el 50% de esa luz es luz visible, es decir, que podemos 
captar con nuestra vista, el 40% es luz infrarroja (IR), que percibimos por la piel en forma de calor y el 10% es luz 
ultravioleta (UV), que no podemos ver, pero que nos quema la piel cuando nos asoleamos. 
Del total de energía que recibe la Tierra, cerca de una tercera parte se refleja de vuelta al espacio por las nubes, 
la atmósfera y las superficies blancas como la nieve o la arena. Las otras dos terceras partes son absorbidas por 
la atmósferay las nubes, así como por los océanos y por la superficie terrestre (Figura 3).
Durante el día, la energía proveniente del Sol calienta la superficie terrestre, que está ocupada en 70% por el 
agua de los océanos y en 30% por la superficie continental y su vegetación. 
La energía solar también calienta el aire, que asciende y provoca que el aire frío ocupe su lugar formando 
corrientes de aire. En los océanos, el agua en la región del ecuador se calienta y transporta calor hacia los polos, 
así se generan las corrientes oceánicas, además de las corrientes superficiales que son impulsadas por los 
vientos.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
22
Parte de la energía proveniente del Sol también calienta el agua superficial de los océanos, ríos y lagos propiciando 
la evaporación y con ello la formación de nubes.
Figura 3. Incidencia de la energía del Sol en la superficie de la Tierra6
¿Qué pasa con la energía proveniente del Sol en la superficie terrestre?
En la actividad exploratoria de esta lección, nos dimos cuenta que, dado que la Tierra tiene una forma casi 
esférica, la cantidad de energía que se recibe del Sol no es homogénea. En el ecuador, la energía que recibe es 
mayor por unidad de superficie que la que se recibe en los polos, donde los rayos llegan de forma más inclinada. 
Por consiguiente, la cantidad de energía que se recibe del Sol es mayor en la franja intertropical del planeta (a 
los lados del Ecuador). El eje terrestre (que es una línea imaginaria que va del polo sur al polo norte) tiene una 
inclinación de 23.5° respecto al plano de la órbita de la Tierra, así que conforme el planeta viaja alrededor del Sol 
por el espacio, la luz solar llega en mayor cantidad al ecuador y a los trópicos (franja intertropical), como en la 
primavera y el otoño. Cuando el Sol ilumina más el hemisferio norte es verano, mientras que en el hemisferio sur 
estarían en invierno. En cambio, cuando en el hemisferio norte llega menos energía solar estamos en invierno, 
pero eso quiere decir que en el hemisferio sur llega más energía solar y están en verano (Figura 4).
Figura 4. Incidencia de los rayos solares en diferentes latitudes
6 Fuente: NASA https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:NASA_earth_energy_budget.gif
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:NASA_earth_energy_budget.gif
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
23
ELABORAR
1. Pida a los estudiantes que elaboren un organizador 
gráfico donde expliquen lo que sucede en la superficie 
terrestre con la energía que se recibe del Sol. Pueden 
utilizar dibujos.
2. Solicite que encierren en un círculo las palabras 
nuevas que aprendieron en la actividad, cuyo 
significado ahora conocen. Recupere las ideas 
iniciales sobre la energía solar y su interacción con 
nuestro planeta, y vuelva a preguntar: ¿Cómo se 
imaginan que sería el planeta Tierra si no existiera el 
sol?, ¿Cuáles serían las consecuencias de la ausencia 
del sol para el planeta?
EVALUAR
Pida que cada estudiante elabore dos tarjetas con las 
letras V (de verdadero) y F de (Falso). Usted leerá una 
situación del recuadro que aparece a continuación, y a 
partir de ella deberán escoger entre la V (si piensan que 
la situación es verdadera) o F (si piensan que la situación 
es Falsa). Los estudiantes deberán justificar su elección.
Situación Respuesta
1. La mayor parte de energía procedente del Sol la percibimos 
en forma de luz visible
(V) (F)
2. El eje terrestre y el ecuador son líneas imaginarias que nos 
permiten estudiar a nuestro planeta.
(V) (F)
3. En el ecuador hace más frío porque la incidencia de los 
rayos solares es más inclinada.
(V) (F)
4. El viento se mueve porque la superficie terrestre calienta 
las masas de aire que están en contacto con la superficie, 
luego las masas de aire caliente suben y las del aire frío bajan. 
(V) (F)
5. La energía térmica (calor) es una forma de energía. (V) (F)
6. Las estaciones del año se deben a la inclinación del eje 
terrestre y a la curvatura de la Tierra, lo que propicia una 
desigual incidencia de los rayos solares en su superficie.
(V) (F)
7. La temperatura es la forma de medir que tan caliente o frío 
está un objeto.
(V) (F)
 CONCLUSIONES
• El Sol es la fuente primordial de la energía que recibe el 
planeta, la cual llega a la Tierra en forma de radiación.
• La radiación que proviene del Sol es más intensa en el 
ecuador y menos intensa cerca de los polos norte y sur. 
Esto determina las estaciones del año. 
• La radiación llega a la superficie como luz visible, luz 
infrarroja y luz ultravioleta.
• La transferencia de energía en la superficie ocurre 
mediante conducción, convección y radiación.
• La superficie terrestre transfiere energía por conducción 
a las masas de agua y aire, así se generan las corrientes. 
• La radiación es una forma de transferir energía a 
distancia. El Sol transfiere su energía a la Tierra por 
radiación.
 GLOSARIO
Luz visible. Se denomina a la radiación electromagnética 
que se encuentra en la región del espectro 
electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir.
Radiación electromagnética (luz). Es una combinación 
de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se 
propagan a través del espacio, transportando energía de 
un lugar a otro. Puede manifestarse de diversas maneras 
como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. 
A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que 
necesitan un medio material para propagarse, la radiación 
electromagnética se puede propagar en el vacío.
Radiación (luz) infrarroja. También conocida como 
radiación térmica o radiación IR es un tipo de radiación 
electromagnética de mayor longitud de onda que la luz 
visible. Es la radiación emitida por cualquier cuerpo cuya 
temperatura sea mayor a 0 Kelvin.
Radiación (luz) ultravioleta. Es la radiación cuya longitud 
de onda es menor que la de la luz visible, pero mayor que 
la de los rayos X. La fuente más habitual de radiación 
ultravioleta es el Sol, aunque también se puede producir 
artificialmente mediante lámparas ultravioleta (UV).
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
24
2.2 ¿Qué son los gases de efecto invernadero (GEI)?
 PARA RECORDAR...
En la lección anterior revisamos que el Sol es la fuente primordial de energía que recibe el planeta. Esta energía 
llega a la Tierra en forma de luz visible, luz infrarroja y luz ultravioleta y su intensidad es diferente en cada región 
del planeta debido a la redondez e inclinación de la Tierra. La transferencia de energía en la superficie y en 
la atmósfera ocurre mediante conducción, convección y radiación. La superficie terrestre transfiere energía 
por conducción a las masas de aire y agua. De esta manera se generan las corrientes de aire y oceánicas. La 
radiación es una forma de transferir energía a distancia; el Sol transfiere su energía a la Tierra por radiación.
 
 
INTRODUCCIÓN
La atmósfera es la capa de gas que rodea la Tierra y es retenida por la acción de la gravedad (Gil, 2006). Está compuesta 
por 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y el 1% restante por varios gases. Tiene una altura aproximada de 200 km y 
aunque podría parecer que es muy extensa, en realidad es una capa muy delgada si la comparamos con el tamaño de la 
Tierra. Se divide en cinco capas que se diferencian porque tanto la concentración, como la presión del aire disminuyen 
con la altura (Figura 1). Las características más importantes de cada una son:
• Troposfera, se sitúa a una altura variable, entre los 11 y los 17 km, la temperatura disminuye con la altura, hasta 
llegar a cerca de –70 °C en su límite superior; es el medio en el cual se genera la actividad de los vientos y la que 
tiene mayor influencia sobre el clima. En esta capa se encuentra cerca del 80 % de la masa de la atmósfera.
• Estratosfera, se extiende hasta 50 km de altura. En estaparte, se encuentra la capa de ozono y es la capa que 
contiene el otro 19.9% de la masa de aire.
• Mesosfera, se extiende hasta aproximadamente los 80 km; se caracteriza porque solo contiene cerca del 0.1% de 
la masa total de aire.
• Termosfera, esta capa se extiende hasta aproximadamente 200 km.
• Exosfera, es la región atmosférica más distante de la superficie terrestre; su límite superior está relativamente 
indefinido, en ella los gases atmosféricos como el oxígeno y el nitrógeno casi no existen.
 
Recomendaciones
• En esta lección realizará la actividad experimental Entendiendo el concepto de 
concentración (página 27), por lo que le sugerimos solicitar a sus estudiantes preparar 
con antelación los materiales necesarios.
Figura 1. Capas de la atmósfera
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
25
Es importante tener presente que todos los fenómenos relacionados con el clima que estudiaremos, ocurren en la 
capa que se encuentra más cercana a la superficie terrestre, es decir, la troposfera.
La atmósfera contiene el oxígeno necesario para la mayoría de los seres vivos. También, contiene la capa de ozono, 
la cual constituye una barrera que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta (UV). Además, la atmósfera tiene la 
importante función de mantener una temperatura adecuada para la vida como la conocemos. Esto es gracias a la 
presencia de los Gases de Efecto Invernadero (GEI), sin los cuales la Tierra sería una gran roca congelada. 
A medida que la radiación solar (principalmente luz visible) llega a la superficie terrestre y la calienta, ésta emite 
hacia el espacio radiación con una mayor longitud de onda, radiación infrarroja. Los GEI son gases que absorben esta 
radiación infrarroja terrestre y la reemiten en todas direcciones, permitiendo que parte de esta radiación regrese a 
la superficie (radiación de retorno) y la caliente aún más. De esta manera, los GEI evitan que todo el calor se escape 
hacia el espacio. 
Los Gases de Efecto Invernadero (GEI) tienen una función muy importante para la regulación del clima del planeta. 
Sus concentraciones en la atmósfera se miden en partes por millón (ppm) y partes por billón (ppb). La mayoría de 
estos gases se encuentran de forma natural en la atmósfera. Los más importantes son el vapor de agua, el dióxido de 
carbono (CO2), el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O).
OBJETIVOS
• Identificar que los gases de efecto invernadero forman parte de la atmósfera. 
• Reconocer la importancia de los gases de efecto invernadero en la regulación 
del clima del planeta.
• Analizar el concepto de concentración.
 DESARROLLO DE LA LECCIÓN
ENGANCHAR
¿Qué son los gases de efecto invernadero (GEI)?
1. Para iniciar la lección plantee las siguientes 
preguntas a las y los estudiantes: ¿Has sentido el aire? 
Aun cuando no lo ves, ¿cómo sabes que el aire existe? 
2. Estas son algunas posibles respuestas que las y 
los estudiantes le brindarán: Cuando las hojas de los 
árboles se mueven, cuando nuestro pelo se mueve, el 
sonido que emite cuando el viento es fuerte, el sonido 
de los instrumentos, etcétera.
3. A continuación, pregunte a sus estudiantes ¿por 
qué crees que es importante el aire para la vida 
en el planeta? Las posibles respuestas de las y los 
estudiantes pueden ser: permite la respiración, 
permite la fotosíntesis, etcétera.
4. Por último, reflexione con las y los estudiantes ¿Qué 
crees que contiene el aire? Anote las respuestas que 
sus estudiantes compartan en una hoja rotafolio o en 
el pizarrón.
5. Retome las respuestas y explique a sus estudiantes 
que el aire es una mezcla de gases que forman la 
atmósfera. Esos gases son necesarios para la vida en 
el planeta: la respiración de los animales (oxígeno), la 
fotosíntesis de las plantas (oxígeno y CO2). También 
permiten la existencia del fuego (oxígeno) y de 
nubes (vapor de agua condensada en gotitas). Pero 
también, es muy importante para que tengamos una 
temperatura confortable para la vida.
EXPLORAR
Para comprender de qué forma la atmósfera influye en el 
clima del planeta e introducir la actividad experimental, 
comparta con sus estudiantes la siguiente lectura “El aire 
y los gases de efecto invernadero”.
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
26
Lectura: El aire y los gases de efecto invernadero
¿Alguna vez te has preguntado que contiene el aire? Podemos saber que se encuentra ahí porque lo percibimos 
de diferentes maneras, aunque no podamos verlo, pero ¿qué es eso que sentimos? El aire es una mezcla de gases 
que forman lo que conocemos como atmósfera. Recordemos que la materia la podemos encontrar en estado 
sólido, líquido o gaseoso. En el caso de los gases, sus moléculas se encuentran muy separadas, y se mueven 
libremente de manera desordenada, lo que explica sus propiedades de expansión y compresión. La atmósfera 
se constituye por materia en estado líquido y gaseoso, no la podemos ver a simple vista, pero podemos sentirla. 
En el aire encontramos gases como: nitrógeno, oxígeno, neón, helio, dióxido de carbono, entre otros. El oxígeno, 
por ejemplo, es de gran importancia para que la vida en el planeta fluya. El aire, además de ser transparente, 
también es inodoro e incoloro, pero cuando se encuentra en grandes volúmenes y a distancia podemos apreciar 
un color azul que es provocado porque la luz solar atraviesa la capa gaseosa de la atmósfera y se dispersa en 
todas direcciones, la luz azul se esparce más que el resto de los colores porque viaja en ondas pequeñas, de ahí 
que usemos la expresión de que el color del cielo es azul.
Entre los gases que componen el aire y forman parte de la atmósfera se encuentran aquellos llamados Gases de 
Efecto Invernadero (GEI) los cuales son muy importantes para el clima de la Tierra. Cuando la superficie terrestre 
es alcanzada por la radiación que emite el Sol, ésta se calienta y emite hacia el espacio radiación infrarroja en 
forma de radiación térmica (calor). Los GEI absorben esta radiación infrarroja terrestre reemitiéndola en todas 
direcciones, lo que evita que parte de esta energía escape hacia el espacio. Esta regresa a la superficie terrestre 
(radiación de retorno) calentando nuestro planeta aún más y manteniendo así una temperatura óptima para la 
vida. Sin la presencia de los GEI en la atmósfera la temperatura del planeta sería muy fría; por el contrario, si 
los GEI se concentran de manera excesiva, se genera un aumento de la temperatura media del planeta, lo que 
dificulta la vida tal y como la conocemos actualmente. 
Los principales GEI son el dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua, el metano (CH4) y óxido nitroso (N2O), que 
se producen por diferentes procesos naturales. Estos GEI están presentes en la atmósfera en muy pequeñas 
cantidades, por lo que sus concentraciones se miden en partes por millón (ppm = 1 parte por 1 000 000 partes) y 
partes por billón (ppb = 1 parte por 1 000 000 000 partes). Como puedes observar en la siguiente tabla, el vapor 
de agua es el GEI más abundante en la atmósfera.
Gas de efecto invernadero Concentración Fuente de emisión
Varia en función de la 
temperatura
Vapor de agua 1% a 4% Evaporación del agua Sí
CO2 400 ppm
Descomposición
materia orgánica,
respiración organismos
e incendios
No
CH4 1200 ppb
Digestión
rumiantes y
humedales
No
N2O 310 ppb
Descomposición
bacteriana de materia orgánica
No
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
27
Actividad 3. ENTENDIENDO EL CONCEPTO DE 
 CONCENTRACIÓN
RESUMEN
Los estudiantes organizados en equipos de 
cuatro integrantes analizarán la importancia del 
concepto de concentración a partir de una actividad 
experimental de dilución.
Forma de trabajo: Actividad en equipo de 4 
personas
Tiempo de realización: 45 minutos
Materiales para equipos de 4 estudiantes:
• Una bandeja para cubitos de hielos (de 
preferencia blanca o transparente),si no cuenta 
con las bandejas, pueden usar: vasos pequeños 
de plástico, cucharas de plástico blancas o 
taparroscas blancas
• Dos goteros, una jeringa o pipetas
• Tres vasos de precipitado de 250 ml o vasos de 
vidrio
• Colorante para comida (preferentemente con 
gotero)
• Marcador indeleble
• Palillos de madera
PROCEDIMIENTO
1. Rotulen con un marcador indeleble la bandeja para 
cubos de hielo en celdas de 1 al 5.
2. En la celda 1, agregue 10 gotas de colorante. Esto 
representa una solución con una concentración de 
100% de colorante, es decir 1 millón de partes por 
millón (ppm).
3. Tomen una gota de la solución de la celda 1, con uno 
de los goteros, y colóquelo en la celda 2.
4. Enjuague el gotero con agua limpia para eliminar los 
restos del colorante. Es importante que cada vez que 
utilice el gotero lo enjuaguen en uno de los vasos de 
plástico.
5. Agreguen 9 gotas de agua limpia, con otro gotero 
limpio, en la celda 2 y mezclen con un palillo de 
madera. Ahora la solución está diluida en 1/10 de la 
concentración original, es decir, 100,000 partes de 
colorante por millón de partes de solución (1,000,000 
ppm).
6. Tomen una gota de la solución de la celda 2 y 
colóquela en la celda 3.
7. Enjuague el gotero de nuevo.
8. Agreguen 9 gotas de agua limpia a la celda 3 y 
mezclen, ¿cuál es la concentración del colorante en 
ppm?
9. Repitan el procedimiento anterior con las celdas 4 a 
5 (es importante limpiar el gotero con el que coloque el 
colorante entre cada uso). Después de cada dilución, 
en una tabla de resultados cómo la que se muestra a 
continuación, iluminen los diferentes grados de color y 
escribe las ppm de las casillas 3, 4 y 5.
Recuerden que algunos gases de efecto invernadero 
(dióxido de carbono, vapor de agua, metano y óxido 
nitroso) se encuentran en la atmósfera en cantidades 
minúsculas. Por ejemplo, en una muestra aleatoria del 
aire de la troposfera, es probable que solo se encuentre 
alrededor de 400 moléculas de CO2 por cada millón de 
moléculas de la mezcla de aire. Los científicos expresan 
esta cantidad como 400 partes por millón (ppm).
Celda 1 2 3 4 5
Color
Ppm 1 000 000 100 000
A partir de los resultados obtenidos, contesten de manera 
individual las siguientes preguntas:
1. ¿En qué celda el color es más intenso? ¿Por qué?
2. ¿En qué celda el color es menos intenso? ¿Por qué?
3. ¿Hay celdas en las que el líquido es incoloro? ¿Hay 
colorante en estas celdas? ¿Cómo lo sabes?
4. ¿Qué celdas representan la concentración en la que 
se encuentran los gases de efecto invernadero en la 
atmósfera?
Comenten sus respuestas con sus compañeros de equipo.
EXPLICAR
Una vez que hayan discutido en equipo, plantee las 
respuestas a todo el grupo y organicelas en una hoja 
rotafolio.
Comente con sus estudiantes que los GEI representan 
sólo el 0.3% de los gases que componen la atmósfera, 
una cantidad muy pequeña, sin embargo, éstos tienen 
una función muy importante para la regulación del clima 
del planeta. Si las concentraciones de estos gases 
aumentan, habrá un aumento de temperatura. Cada 
uno de los gases, en las proporciones en las que se 
encuentran en la atmósfera, juegan un papel importante 
para la regulación del clima y por lo tanto de la vida en el 
planeta como la conocemos ahora.
Tenga presente los conceptos e ideas centrales revisadas 
durante la lección para guiar una reflexión grupal. 
• La atmósfera se compone de gases como 
el nitrógeno, el oxígeno y los gases de efecto 
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
28
invernadero, entre otros. 
• Los gases de efecto invernadero se encuentran en una 
concentración muy pequeña en la atmósfera y se miden 
en partes por millón (ppm) o partes por billón (ppb).
• Los gases de efecto invernadero más importantes y 
que se encuentran de forma natural en la atmósfera 
son vapor de agua, dióxido de carbono, metano y 
óxido nitroso.
• Los gases de efecto invernadero absorben la 
radiación infrarroja que emite la Tierra al ser calentada 
por la radiación del Sol, y permiten que parte de esta 
energía infrarroja regrese a la superficie terrestre 
para generar una temperatura óptima para la vida en 
el planeta.
ELABORAR
• Recupere las respuestas del grupo de la Actividad 
3 y pida a los estudiantes que relacionen las 
concentraciones de los gases en la atmósfera, 
apóyese en la siguiente figura para hacer la analogía. 
(Ejemplo: sería necesario poner aproximadamente 2 
gotas de colorante con 8 de agua para que sea análoga 
a la concentración de oxígeno).
EVALUAR
Para finalizar la lección, pida a las y los estudiantes que 
reflexionen sobre las siguientes preguntas: 
¿Por qué crees que es importante el aire para la vida en 
el planeta? 
¿Qué contiene el aire? 
¿Qué son los gases de efecto invernadero y por qué son 
importantes?
Dé algunos minutos para que las y los estudiantes escriban 
sus respuestas en sus cuadernos. Posteriormente, realice 
una reflexión grupal y permita que las y los estudiantes 
expresen lo que ahora saben sobre el tema.
 CONCLUSIONES
• La atmósfera es una capa de gases muy delgada que 
rodea la Tierra. 
• Su composición tan característica es muy importante 
para la determinación del clima del planeta y para el 
desarrollo de la vida como la conocemos. 
• Los gases de efecto invernadero, aunque se 
encuentran en cantidades muy pequeñas en la 
atmósfera, permiten que parte de la radiación térmica 
(calor) que emite la Tierra al ser calentada por el Sol, 
regrese a la superficie terrestre (radiación de retorno), 
lo que mantiene una temperatura óptima para la vida.
 
 
 GLOSARIO
Molécula: conjunto de átomos iguales o diferentes, 
unidos por enlaces químicos, que constituyen la mínima 
porción de una sustancia que puede separarse sin alterar 
sus propiedades. 
Partes por millón (ppm): es una unidad de medida con 
la que se mide la concentración (1 parte por 1 000 000 
partes). 
Partes por billón (ppb): es una unidad de medida con la 
que se mide la concentración (1 parte por 1 000 000 000 
partes).
Para saber más
En caso de que tenga acceso a recursos 
digitales, lo invitamos a explorar con sus 
estudiantes cómo interactúan los diferentes 
gases de la atmósfera con la radiación visible 
y la radiación infrarroja en el Simulador “El 
efecto invernadero” disponible en el siguiente 
enlace: https://phet.colorado.edu/sims/
cheerpj/greenhouse/latest/greenhouse.
html?simulation=greenhouse&locale=es 
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/greenhouse/latest/greenhouse.html?simulation=greenhouse&locale=es
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/greenhouse/latest/greenhouse.html?simulation=greenhouse&locale=es
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/greenhouse/latest/greenhouse.html?simulation=greenhouse&locale=es
In
tr
od
uc
ci
ón
 a
l C
am
bi
o 
C
lim
át
ic
o 
M
an
ua
l p
ar
a 
el
 d
oc
en
te
29
2.3 ¿Qué es el efecto invernadero natural?
 PARA RECORDAR...
La atmósfera terrestre está compuesta por gases, principalmente nitrógeno y oxígeno, y en una cantidad muy 
pequeña (1%) por otros gases. Además, la atmósfera contiene el oxígeno necesario para la mayoría de los seres 
vivos y nos protege de la radiación UV. Otra de sus funciones es mantener una temperatura adecuada para la vida 
como la conocemos, gracias a los Gases de Efecto Invernadero (GEI), entre los principales se encuentran: vapor 
de agua, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O). Los GEI corresponden únicamente al 
0.3% de los gases que componen la atmósfera y se miden en partes por millón (ppm) y partes por billón (ppb).
 
 
INTRODUCCIÓN
El efecto invernadero natural
El efecto invernadero sucede de forma natural desde hace millones de años, debido a la interacción de la radiación 
infrarroja proveniente de la superficie terrestre con los gases de efecto invernadero que se encuentran en la 
atmósfera. Se le llama así, por su similitud con el efecto que sucede dentro de un invernadero, donde se